W55MH32高性能以太网单片机开发课件 第十四章 ADC(上篇)

单芯片解决方案，开启全新体验——W55MH32 高性能以太网单片机

W55MH32是WIZnet重磅推出的高性能以太网单片机，它为用户带来前所未有的集成化体验。这颗芯片将强大的组件集于一身，具体来说，一颗W55MH32内置高性能Arm® Cortex-M3核心，其主频最高可达216MHz；配备1024KB FLASH与96KB SRAM，满足存储与数据处理需求；集成TOE引擎，包含WIZnet全硬件TCP/IP协议栈、内置MAC以及PHY，拥有独立的32KB以太网收发缓存，可供8个独立硬件socket使用。如此配置，真正实现了All-in-One解决方案，为开发者提供极大便利。 

在封装规格上，W55MH32 提供了两种选择：QFN68和QFN100。

W55MH32Q采用QFN68封装版本，尺寸为8x8mm，它拥有36个GPIO、3个ADC、12通道DMA、17个定时器、2个I2C、3个串口、2个SPI接口（其中1个带I2S接口复用）、1个CAN以及1个USB2.0。在保持与同系列其他版本一致的核心性能基础上，仅减少了部分GPIO以及SDIO接口，其他参数保持一致，性价比优势显著，尤其适合网关模组等对空间布局要求较高的场景。紧凑的尺寸和精简化外设配置，使其能够在有限空间内实现高效的网络连接与数据交互，成为物联网网关、边缘计算节点等紧凑型设备的理想选择。 同系列还有QFN100封装的W55MH32L版本，该版本拥有更丰富的外设资源，适用于需要多接口扩展的复杂工控场景，软件使用方法一致。

此外，本W55MH32支持硬件加密算法单元，WIZnet还推出TOE+SSL应用，涵盖TCP SSL、HTTP SSL以及MQTT SSL等，为网络通信安全再添保障。 

为助力开发者快速上手与深入开发，基于W55MH32Q这颗芯片，WIZnet精心打造了配套开发板。开发板集成WIZ-Link芯片，借助一根USB C口数据线，就能轻松实现调试、下载以及串口打印日志等功能。开发板将所有外设全部引出，拓展功能也大幅提升，便于开发者全面评估芯片性能。 

第十四章 ADC(上篇)

1ADC简介

12 位 ADC 是一种逐次逼近型模拟数字转换器。它有多达 18 个通道，可测量 16 个外部和 2 个内部信号源。各通道的 A/D 转换可以单次、连续、扫描或间断模式执行。ADC 的结果可以左对齐或右对齐方式存储在 16 位数据寄存器中。

模拟看门狗特性允许应用程序检测输入电压是否超出用户定义的高/低阀值。ADC 的输入时钟不得超过 14MHz，它是由 PCLK2 经分频产生。

1.1 ADC主要特征

W55MH32的ADC的主要特征如下：

12 位分辨率

• ⚪转换结束、注入转换结束和发生模拟看门狗事件时产生中断
• ⚪单次和连续转换模式
• ⚪从通道 0 到通道 n 的自动扫描模式
• ⚪自校准
• ⚪带内嵌数据一致性的数据对齐
• ⚪采样间隔可以按通道分别编程
• ⚪规则转换和注入转换均有外部触发选项
• ⚪间断模式
• ⚪双重模式(带 2 个或以上 ADC 的器件)
• ⚪ADC 转换时间：时钟为 56MHz 时为 1μs(时钟为 72MHz 为 1.17μs)
• ⚪ADC 供电要求：2.4V 到 3.6V
• ⚪ADC 输入范围：VREF-≤VIN≤VREF+
• ⚪规则通道转换期间有 DMA 请求产生。下图是 ADC 模块的方框图。

注意： 如果有 VREF-引脚，必须和 VSSA 相连接

1.2 ADC功能描述

ADC功能框图如下：

单个 ADC 框图

1．ADC3 的规则转换和注入转换触发与 ADC1 和 ADC2 的不同。

名称	信号类型	注解
VREF+	输入，模拟参考正极	ADC 使用的高端 / 正极参考电压，2.4V ≤ VREF+ ≤ VDDA
VDDA(*)	输入，模拟电源	等效于 VDO 的模拟电源：2.4V ≤ VDDA ≤ VDD (3.6V)
VREF-	输入，模拟参考负极	ADC 使用的低端 / 负极参考电压，VREF- ≈ VSSA
VSSA(*)	输入，模拟电源地	等效于 VSS 的模拟电源地
ADC_IN[15:0]	模拟输入	16 个 ADC 模拟通道

1．VDDA 和 VSSA 应该分别连接到 VDD 和 VSS。

1.3 ADC开关控制

通过设置 ADC_CR2 寄存器的 ADON 位可给 ADC 上电。当第一次设置 ADON 位时，它将 ADC 从断电状态下唤醒。ADC 上电延迟一段时间后(tSTAB)，再次设置 ADON 位时开始进行转换。

通过清除 ADON 位可以停止转换，并将 ADC 置于断电模式。在这个模式中，ADC 几乎不耗电(仅几个μA)。

1.4 ADC时钟

由时钟控制器提供的 ADCCLK 时钟和 PCLK2(APB2 时钟)同步。RCC 控制器为 ADC 时钟提供一个专用的可编程预分频器，详见第 6 节-复位和时钟控制(RCC)。

2 模式选择

2.1 通道选择

有 16 个多路通道。可以把转换组织成两组：规则组和注入组。在任意多个通道上以任意顺序进行的一系列转换构成成组转换。例如，可以如下顺序完成转换：通道 3、通道 8、通道 2、通道 2、通道 0、通道 2、通道 2、通道 15。

规则组由多达 16 个转换组成。规则通道和它们的转换顺序在 ADC_SQRx 寄存器中选择。规则组中转换的总数应写入 ADC_SQR1 寄存器的 L[3:0]位中。

注入组由多达 4 个转换组成。注入通道和它们的转换顺序在 ADC_JSQR 寄存器中选择。注入组里的转换总数目应写入 ADC_JSQR 寄存器的 L[1:0]位中。

如果 ADC_SQRx 或 ADC_JSQR 寄存器在转换期间被更改，当前的转换被清除，一个新的启动脉冲将发送到 ADC 以转换新选择的组。

温度传感器/VREFINT 内部通道

温度传感器和通道 ADC1_IN16 相连接，内部参照电压 VREFINT 和 ADC1_IN17 相连接。可以按注入或规则通道对这两个内部通道进行转换。

注意：温度传感器和 VREFINT 只能出现在主 ADC1 中。

2.2 单次转换模式

单次转换模式下，ADC 只执行一次转换。该模式既可通过设置 ADC_CR2 寄存器的 ADON 位(只适用于规则通道)启动也可通过外部触发启动(适用于规则通道或注入通道)，这时 CONT 位为 0。一旦选择通道的转换完成：

如果一个规则通道被转换：转换数据被储存在 16 位 ADC_DR 寄存器中EOC(转换结束)标志被设置如果设置了 EOCIE，则产生中断。

如果一个注入通道被转换：转换数据被储存在 16 位的 ADC_DRJ1 寄存器中JEOC(注入转换结束)标志被设置如果设置了 JEOCIE 位，则产生中断。然后 ADC 停止。

2.3 连续转换模式

在连续转换模式中，当前面 ADC 转换一结束马上就启动另一次转换。此模式可通过外部触发启动或通过设置 ADC_CR2 寄存器上的 ADON 位启动，此时 CONT 位是 1。

每个转换后：如果一个规则通道被转换：转换数据被储存在 16 位的 ADC_DR 寄存器中EOC(转换结束)标志被设置如果设置了 EOCIE，则产生中断。

如果设置了 JEOCIE 位，则产生中断。

2.4 时序图

如下图所示，ADC 在开始精确转换前需要一个稳定时间 tSTAB。在开始 ADC 转换和 14 个时钟周期后，EOC 标志被设置，16 位 ADC 数据寄存器包含转换的结果。

时序图

2.5 模拟看门狗

如果被 ADC 转换的模拟电压低于低阀值或高于高阀值，AWD 模拟看门狗状态位被设置。阀值位于ADC_HTR 和 ADC_LTR 寄存器的最低 12 个有效位中。通过设置 ADC_CR1 寄存器的 AWDIE 位以允许产生相应中断。

阀值独立于由 ADC_CR2 寄存器上的 ALIGN 位选择的数据对齐模式。通过配置 ADC_CR1 寄存器，模拟看门狗可以作用于 1 个或多个通道。

模拟看门狗警戒区

模拟看门狗通道选择

模拟看门狗警戒的通道	ADC_CR1 寄存器控制位
	AWDSGL 位	AWDEN 位	JAWDEN 位
无	任意值	0	0
所有注入通道	0	0	1
所有规则通道	0	1	0
所有注入和规则通道	0	1	1
单一的 (1) 注入通道	1	0	1
单一的 (1) 规则通道	1	1	0
单一的 (1) 注入或规则通道	1	1	1

2.6 扫描模式

此模式用来扫描一组模拟通道。

扫描模式可通过设置 ADC_CR1 寄存器的 SCAN 位来选择。一旦这个位被设置，ADC 扫描所有被ADC_SQRX 寄存器(对规则通道)或 ADC_JSQR(对注入通道)选中的所有通道。在每个组的每个通道上执行单次转换。在每个转换结束时，同一组的下一个通道被自动转换。如果设置了 CONT 位，转换不会在选择组的最后一个通道上停止，而是再次从选择组的第一个通道继续转换。

如果设置了 DMA 位，在每次 EOC 后，DMA 控制器把规则组通道的转换数据传输到 SRAM 中。而注入通道转换的数据总是存储在 ADC_JDRx 寄存器中。

2.7 注入通道管理

触发注入

清除 ADC_CR1 寄存器的 JAUTO 位，并且设置 SCAN 位，即可使用触发注入功能。

1. 利用外部触发或通过设置 ADC_CR2 寄存器的 ADON 位，启动一组规则通道的转换。

2. 如果在规则通道转换期间产生一外部注入触发，当前转换被复位，注入通道序列被以单次扫描方式进行转换。

3. 然后，恢复上次被中断的规则组通道转换。如果在注入转换期间产生一规则事件，注入转换不会被中断，但是规则序列将在注入序列结束后被执行。

注： 当使用触发的注入转换时，必须保证触发事件的间隔长于注入序列。例如：序列长度为 28 个ADC 时钟周期(即 2 个具有 1.5 个时钟间隔采样时间的转换)，触发之间最小的间隔必须是 29 个ADC 时钟周期。

自动注入

如果设置了 JAUTO 位，在规则组通道之后，注入组通道被自动转换。这可以用来转换在ADC_SQRx 和 ADC_JSQR 寄存器中设置的多至 20 个转换序列。

在此模式里，必须禁止注入通道的外部触发。

如果除 JAUTO 位外还设置了 CONT 位，规则通道至注入通道的转换序列被连续执行。对于 ADC 时钟预分频系数为 4 至 8 时，当从规则转换切换到注入序列或从注入转换切换到规则序列时，会自动插入 1 个 ADC 时钟间隔；当 ADC 时钟预分频系数为 2 时，则有 2 个 ADC 时钟间隔的延迟。

注意： 不可能同时使用自动注入和间断模式。

注入转换延时

2.8 间断模式

规则组

此模式通过设置 ADC_CR1 寄存器上的 DISCEN 位激活。它可以用来执行一个短序列的 n 次转换(n<=8)，此转换是 ADC_SQRx 寄存器所选择的转换序列的一部分。数值 n 由 ADC_CR1 寄存器的DISCNUM[2:0]位给出。

一个外部触发信号可以启动 ADC_SQRx 寄存器中描述的下一轮 n 次转换，直到此序列所有的转换完成为止。总的序列长度由 ADC_SQR1 寄存器的 L[3:0]定义。

举例：

n=3，被转换的通道=0、1、2、3、6、7、9、10

第一次触发：转换的序列为 0、1、2

第二次触发：转换的序列为 3、6、7

第三次触发：转换的序列为 9、10，并产生 EOC 事件

第四次触发：转换的序列 0、1、2

注意： 当以间断模式转换一个规则组时，转换序列结束后不自动从头开始。当所有子组被转换完成，下一次触发启动第一个子组的转换。在上面的例子中，第四次触发重新转换第一子组的通道 0、1 和 2。

注入组

此模式通过设置 ADC_CR1 寄存器的 JDISCEN 位激活。在一个外部触发事件后，该模式按通道顺序逐个转换 ADC_JSQR 寄存器中选择的序列。一个外部触发信号可以启动 ADC_JSQR 寄存器选择的下一个通道序列的转换，直到序列中所有的转换完成为止。总的序列长度由 ADC_JSQR 寄存器的 JL[1:0]位定义。

举例：

n=1，被转换的通道=1、2、3

第一次触发：通道 1 被转换

第二次触发：通道 2 被转换

第三次触发：通道 3 被转换，并且产生 EOC 和 JEOC 事件

第四次触发：通道 1 被转换

注意： 1.当完成所有注入通道转换，下个触发启动第 1 个注入通道的转换。在上述例子中，第四个触发重新转换第 1 个注入通道 1。

2.不能同时使用自动注入和间断模式。

3.必须避免同时为规则和注入组设置间断模式。间断模式只能作用于一组转换。

3 校准

ADC 有一个内置自校准模式。校准可大幅减小因内部电容器组的变化而造成的准精度误差。在校准期间，在每个电容器上都会计算出一个误差修正码(数字值)，这个码用于消除在随后的转换中每个电容器上产生的误差。

通过设置 ADC_CR2 寄存器的 CAL 位启动校准。一旦校准结束，CAL 位被硬件复位，可以开始正常转换。建议在上电时执行一次 ADC 校准。校准阶段结束后，校准码储存在 ADC_DR 中。

注意：1.建议在每次上电后执行一次校准。

2.启动校准前，ADC 必须处于关电状态(ADON='0')超过至少两个 ADC 时钟周期。

校准时序图

3.1 数据对齐

ADC_CR2 寄存器中的 ALIGN 位选择转换后数据储存的对齐方式。数据可以左对齐或右对齐，如

注入组通道转换的数据值已经减去了在 ADC_JOFRx 寄存器中定义的偏移量，因此结果可以是一个负值。SEXT 位是扩展的符号值。

对于规则组通道，不需减去偏移值，因此只有 12 个位有效。

数据右对齐

数据左对齐

3.2 可编程的通道采样时间

ADC 使用若干个 ADC_CLK 周期对输入电压采样，采样周期数目可以通过 ADC_SMPR1 和ADC_SMPR2 寄存器SMP[2:0]位更改。每个通道可以分别用不同的时间采样。

总转换时间如下计算：

TCONV=采样时间+12.5 个周期

例如：

当 ADCCLK=14MHz，采样时间为 1.5 周期

TCONV=1.5+12.5=14 周期=1μs

3.3 外部触发转换

转换可以由外部事件触发(例如定时器捕获，EXTI 线)。如果设置了 EXTTRIG 控制位，则外部事件就能够触发转换。EXTSEL[2:0]和 JEXTSEL2:0]控制位允许应用程序选择 8 个可能的事件中的某一个，可以触发规则和注入组的采样。

注意： 当外部触发信号被选为 ADC 规则或注入转换时，只有它的上升沿可以启动转换。

表 ADC1 和 ADC2 用于规则通道的外部触发

触发源	类型	EXTSSEL[2:0]
TIM1_CC1 事件	来自片上定时器的内部信号	000
TIM1_CC2 事件		001
TIM1_CC3 事件		010
TIM2_CC2 事件		011
TIM3_TRGO 事件		100
TIM4_CC4 事件		101
EXTI 线 11/TIM8_TRGO事件(1)	外部引脚/来自片上定时器的内部信号	110
SWSTART	软件控制位	111

（1）对于规则通道，选中 EXTI 线路 11 或 TIM8_TRGO 作为外部触发事件，可以分别通过设置 ADC1和 ADC2 的 ADC1_ETRGREG_REMAP 位和 ADC2_ETRGREG_REMAP 位实现。

表 ADC1 和 ADC2 用于注入通道的外部触发

触发源	连接类型	JEXTSE[2:0]
TIM1_TRGO 事件	来自片上定时器的内部信号	000
TIM1_CC4 事件		001
TIM2_TRGO 事件		010
TIM2_CC1 事件		011
TIM3_CC4 事件		100
TIM4_TRGO 事件		101
EXTI 线 15/TIM8_CC4 事件 (1)	外部引脚 / 来自片上定时器的内部信号	110
SWSTART	软件控制位	111

（2）为注入信道选择外部触发器 EXTIline15 或 TIM8-CC4 事件是通过分别为 ADC1 和 ADC2 配置ADC1ETRGINJREMAP 和 ADC2 ETRGINJ·REMAP 来完成的。

表 ADC3 用于规则通道的外部触发

触发源	连接类型	EXTSSEL[2:0]
TIM3_CC1 事件	来自片上定时器的内部信号	000
TIM2_CC3 事件		001
TIM1_CC3 事件		010
TIM8_CC1 事件		011
TIM8_TRGO 事件		100
TIM5_CC1 事件		101
TIM5_CC3 事件		110
SWSTART	软件控制位	111

表 ADC3 用于注入通道的外部触发

触发源	连接类型	JEXTSE[2:0]
TIM1_TRGO 事件	来自片上定时器的内部信号	000
TIM1_CC4 事件		001
TIM4_CC3 事件		010
TIM8_CC2 事件		011
TIM8_CC4 事件		100
TIM5_TRGO 事件		101
TIM5_CC4 事件		110
JSWSTART	软件控制位	111

软件触发事件可以通过对寄存器 ADC_CR2 的 SWSTART 或 JSWSTART 位置'1'产生。规则组的转换可以被注入触发打断。

3.4 DMA请求

因为规则通道转换的值储存在一个仅有的数据寄存器中，所以当转换多个规则通道时需要使用DMA，这可以避免丢失已经存储在 ADC_DR 寄存器中的数据。只有在规则通道的转换结束时才产生 DMA 请求，并将转换的数据从 ADC_DR 寄存器传输到用户指定的目的地址。

注： 只有 ADC1 和 ADC3 拥有 DMA 功能。由 ADC2 转化的数据可以通过双 ADC 模式，利用 ADC1 的DMA 功能传输。

4 双ADC模式

在有 2 个或以上 ADC 模块的产品中，可以使用双 ADC 模式。在双 ADC 模式里，根据 ADC1_CR1 寄存器中 DUALMOD[2:0]位所选的模式，转换的启动可以是ADC1 主和 ADC2 从的交替触发或同步触发。

注意： 在双 ADC 模式里，当转换配置成由外部事件触发时，用户必须将其设置成仅触发主 ADC，从 ADC设置成软件触发，这样可以防止意外的触发从转换。但是，主和从 ADC 的外部触发必须同时被激活。

共有 6 种可能的模式：

• ⚪同步注入模式
• ⚪同步规则模式
• ⚪快速交叉模式
• ⚪慢速交叉模式
• ⚪交替触发模式
• ⚪独立模式

还有可以用下列方式组合使用上面的模式：

• ⚪同步注入模式+同步规则模式
• ⚪同步规则模式+交替触发模式
• ⚪同步注入模式+交叉模式

注意： 在双 ADC 模式里，为了在主数据寄存器上读取从转换数据，必须使能 DMA 位，即使不使用 DMA传输规则通道数据。

双 ADC 框图

1．外部触发信号作用于 ADC2，但在本图中没有显示。

2．在某些双 ADC 模式中，在完整的 ADC1 数据寄存器(ADC1_DR)中包含了 ADC1 和 ADC2 的规则转换数据。

4.1 同步注入模式

此模式转换一个注入通道组。外部触发来自 ADC1 的注入组多路开关(由 ADC1_CR2 寄存器的JEXTSEL[2:0]选择)，它同时给 ADC2 提供同步触发。

注意： 不要在 2 个 ADC 上转换相同的通道(两个 ADC 在同一个通道上的采样时间不能重叠)。在 ADC1 或 ADC2 的转换结束时：

转换的数据存储在每个 ADC 接口的 ADC_JDRx 寄存器中。

当所有 ADC1/ADC2 注入通道都被转换时，产生 JEOC 中断(若任一 ADC 接口开放了中断)。

注： 在同步模式中，必须转换具有相同时间长度的序列，或保证触发的间隔比 2 个序列中较长的序列长，否则当较长序列的转换还未完成时，具有较短序列的 ADC 转换可能会被重启。

在 4 个通道上的同步注入模式

4.2 同步规则模式

此模式在规则通道组上执行。外部触发来自 ADC1 的规则组多路开关(由 ADC1_CR2 寄存器的EXTSEL[2:0]选择)，它同时给 ADC2 提供同步触发。

注意： 不要在 2 个 ADC 上转换相同的通道((两个 ADC 在同一个通道上的采样时间不能重叠)。在 ADC1 或 ADC2 的转换结束时：

产生一个 32 位 DMA 传输请求(如果设置了 DMA 位)，32 位的 ADC1_DR 寄存器内容传输到SRAM 中，它上半个字包含 ADC2 的转换数据，低半个字包含 ADC1 的转换数据。

当所有 ADC1/ADC2 规则通道都被转换完时，产生 EOC 中断(若任一 ADC 接口开放了中断)。

注： 在同步规则模式中，必须转换具有相同时间长度的序列，或保证触发的间隔比 2 个序列中较长的序列长，否则当较长序列的转换还未完成时，具有较短序列的 ADC 转换可能会被重启。

在 16 个通道上的同步规则模式

4.3 快速交叉模式

此模式只适用于规则通道组(通常为一个通道)。外部触发来自 ADC1 的规则通道多路开关。外部触发产生后：

ADC2 立即启动并且ADC1 在延迟 7 个 ADC 时钟周期后启动如果同时设置了 ADC1 和 ADC2 的 CONT 位，所选的两个 ADC 规则通道将被连续地转换。ADC1产生一个EOC中断后(由EOCIE使能)，产生一个32位的DMA传输请求(如果设置了DMA位)，ADC1_DR 寄存器的 32 位数据被传输到 SRAM，ADC1_DR 的上半个字包含 ADC2 的转换数据，低半个字包含 ADC1 的转换数据。

注意： 最大允许采样时间<7 个 ADCCLK 周期，避免 ADC1 和 ADC2 转换相同通道时发生两个采样周期的重叠。

在 1 个通道上连续转换模式下的快速交叉模式

4.4 慢速交叉模式

此模式只适用于规则通道组(只能为一个通道)。外部触发来自 ADC1 的规则通道多路开关。外部触发产生后：

ADC2 立即启动并且 ADC1 在延迟 14 个 ADC 时钟周期后启动在延迟第二次 14 个 ADC 周期后 ADC2 再次启动，如此循环。

注意： 最大允许采样时间<14 个 ADCCLK 周期，以避免和下个转换重叠。ADC1产生一个EOC中断后(由EOCIE使能)，产生一个32位的DMA传输请求(如果设置了DMA位)，ADC1_DR 寄存器的 32 位数据被传输到 SRAM，ADC1_DR 的上半个字包含 ADC2 的转换数据，低半个字包含 ADC1 的转换数据。在 28 个 ADC 时钟周期后自动启动新的 ADC2 转换。在这个模式下不能设置 CONT 位，因为它将连续转换所选择的规则通道。

注意： 应用程序必须确保当使用交叉模式时，不能有注入通道的外部触发产生。

在 1 个通道上的慢速交叉模式

4.5 交替触发模式

此模式只适用于注入通道组。外部触发源来自 ADC1 的注入通道多路开关。

当第一个触发产生时，ADC1 上的所有注入组通道被转换。

当第二个触发到达时，ADC2 上的所有注入组通道被转换。

如此循环……

如果允许产生 JEOC 中断，在所有 ADC1 注入组通道转换后产生一个 JEOC 中断。如果允许产生JEOC 中断，在所有 ADC2 注入组通道转换后产生一个 JEOC 中断。当所有注入组通道都转换完后，如果又有另一个外部触发，交替触发处理从转换 ADC1 注入组通道重新开始。

交替触发：每个 ADC1 的注入通道组

如果 ADC1 和 ADC2 上同时使用了注入间断模式：

当第一个触发产生时，ADC1 上的第一个注入通道被转换。

当第二个触发到达时，ADC2 上的第一个注入通道被转换。

如此循环……

如果允许产生 JEOC 中断，在所有 ADC1 注入组通道转换后产生一个 JEOC 中断。如果允许产生JEOC 中断，在所有 ADC2 注入组通道转换后产生一个 JEOC 中断。

当所有注入组通道都转换完后，如果又有另一个外部触发，则重新开始交替触发过程。

交替触发：在间断模式下每个 ADC 上的 4 个注入通道

4.6 独立模式

此模式里，双 ADC 同步不工作，每个 ADC 接口独立工作。

5 混合的规则

5.1 混合的规则/注入同步模式

规则组同步转换可以被中断，以启动注入组的同步转换。

注： 在混合的规则/注入同步模式中，必须转换具有相同时间长度的序列，或保证触发的间隔比 2 个序列中较长的序列长，否则当较长序列的转换还未完成时，具有较短序列的 ADC 转换可能会被重启。

5.2 混合的同步规则+交替触发模式

规则组同步转换可以被中断，以启动注入组交替触发转换。图 显示了一个规则同步转换被交替触发所中断。注入交替转换在注入事件到达后立即启动。如果规则转换已经在运行，为了在注入转换后确保同步，所有的 ADC(主和从)的规则转换被停止，并在注入转换结束时同步恢复。

注： 在混合的同步规则+交替触发模式中，必须转换具有相同时间长度的序列，或保证触发的间隔比 2个序列中较长的序列长，否则当较长序列的转换还未完成时，具有较短序列的 ADC 转换可能会被重启。

交替+规则同步

如果触发事件发生在一个中断了规则转换的注入转换期间，这个触发事件将被忽略。下图示出了这种情况的操作(第 2 个触发被忽略)。

触发事件发生在注入转换期间

5.3 混合同步注入+交叉模式

一个注入事件可以中断一个交叉转换。这种情况下，交叉转换被中断，注入转换被启动，在注入序列转换结束时，交叉转换被恢复。下图是这种情况的一个例子。

注： 当 ADC 时钟预分频系数设置为 4 时，交叉模式恢复后不会均匀地分配采样时间，采样间隔是 8 个ADC 时钟周期与 6 个 ADC 时钟周期轮替，而不是均匀的 7 个 ADC 时钟周期。

交叉的单通道转换被注入序列 CH11 和 CH12 中断

6 温度传感器

温度传感器可以用来测量器件周围的温度(TA)。

温度传感器在内部和 ADC1_IN16 输入通道相连接，此通道把传感器输出的电压转换成数字值。温度传感器模拟输入推荐采样时间是 17.1μs。当没有被使用时，传感器可以置于关电模式。

注意： 必须设置 TSVREFE 位激活内部通道：ADC1_IN16(温度传感器)和 ADC1_IN17(VREFINT)的转换。温度传感器输出电压随温度线性变化，由于生产过程的变化，温度变化曲线的偏移在不同芯片上会有不同(最多相差 45°C)。

内部温度传感器更适合于检测温度的变化，而不是测量绝对的温度。如果需要测量精确的温度，应该使用一个外置的温度传感器。

温度传感器和 VREFINT 通道框图

读温度

为使用传感器：

1. 选择 ADC1_IN16 输入通道

2. 选择采样时间为 17.1μs

3. 设置 ADC 控制寄存器 2(ADC_CR2)的 TSVREFE 位，以唤醒关电模式下的温度传感器

4. 通过设置 ADON 位启动 ADC 转换(或用外部触发)

5. 读 ADC 数据寄存器上的 VSENSE 数据结果

6. 利用下列公式得出温度

温度(°C)={(V25-VSENSE)/Avg_Slope}+25

这里：

V25=VSENSE 在 25°C 时的数值

Avg_Slope＝温度与 VSENSE 曲线的平均斜率(单位为 mV/°C 或μV/°C)参考数据手册的电气

特性章节中 V25 和 Avg_Slope 的实际值。

注意： 传感器从关电模式唤醒后到可以输出正确水平的 VSENSE 前，有一个建立时间。ADC 在上电后也有一个建立时间，因此为了缩短延时，应该同时设置 ADON 和 TSVREFE 位

7 ADC中断

规则和注入组转换结束时能产生中断，当模拟看门狗状态位被设置时也能产生中断。它们都有独立的中断使能位。

注： ADC1 和 ADC2 的中断映射在同一个中断向量上，而 ADC3 的中断有自己的中断向量

ADC_SR 寄存器中有 2 个其他标志，但是它们没有相关联的中断：

JSTRT(注入组通道转换的启动)

STRT(规则组通道转换的启动)

中断事件	事件标志	使能控制位
规则组转换结束	EOC	EOCIE
注入组转换结束	JEOC	JEOCIE
设置了模拟看门狗状态位	AWD	AWDIE

8 例程设计

8.1 ADC_AnalogWatchdog例程

1.初始化部分

// 延时函数初始化（由delay.h提供）
delay_init();

// UART配置函数
void UART_Configuration(void)
{
    GPIO_InitTypeDef  GPIO_InitStructure;
    USART_InitTypeDef USART_InitStructure;

    // 使能USART1和GPIOA时钟
    RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_USART1 | RCC_APB2Periph_GPIOA, ENABLE);

    // 配置TX引脚(PA9)为复用推挽输出
    GPIO_InitStructure.GPIO_Pin   = GPIO_Pin_9;
    GPIO_InitStructure.GPIO_Mode  = GPIO_Mode_AF_PP;
    GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;
    GPIO_Init(GPIOA, &GPIO_InitStructure);

    // 配置RX引脚(PA10)为浮空输入
    GPIO_InitStructure.GPIO_Pin  = GPIO_Pin_10;
    GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_IN_FLOATING;
    GPIO_Init(GPIOA, &GPIO_InitStructure);

    // 配置串口参数：115200bps, 8位数据, 1位停止位, 无校验
    USART_InitStructure.USART_BaudRate            = 115200;
    USART_InitStructure.USART_WordLength          = USART_WordLength_8b;
    USART_InitStructure.USART_StopBits            = USART_StopBits_1;
    USART_InitStructure.USART_Parity              = USART_Parity_No;
    USART_InitStructure.USART_HardwareFlowControl = USART_HardwareFlowControl_None;
    USART_InitStructure.USART_Mode                = USART_Mode_Rx | USART_Mode_Tx;

    USART_Init(USART1, &USART_InitStructure);
    USART_Cmd(USART1, ENABLE);
}

// ADC配置函数
void ADC_Configuration(void)
{
    ADC_InitTypeDef  ADC_InitStructure;
    NVIC_InitTypeDef NVIC_InitStructure;

    // 使能GPIOA和ADC1时钟
    RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOA | RCC_APB2Periph_ADC1, ENABLE);
    RCC_ADCCLKConfig(RCC_PCLK2_Div8);  // ADC时钟=PCLK2/8（假设PCLK2=72MHz，ADC时钟=9MHz）

    ADC_DeInit(ADC1);  // 复位ADC1配置

    // 配置ADC为独立模式，单通道单次转换
    ADC_InitStructure.ADC_Mode               = ADC_Mode_Independent;
    ADC_InitStructure.ADC_ScanConvMode       = DISABLE;  // 非扫描模式
    ADC_InitStructure.ADC_ContinuousConvMode = DISABLE;  // 单次转换模式
    ADC_InitStructure.ADC_ExternalTrigConv   = ADC_ExternalTrigConv_None;  // 软件触发
    ADC_InitStructure.ADC_DataAlign          = ADC_DataAlign_Right;  // 右对齐
    ADC_InitStructure.ADC_NbrOfChannel       = 1;  // 转换通道数1
    ADC_Init(ADC1, &ADC_InitStructure);

    ADC_Cmd(ADC1, ENABLE);  // 使能ADC1

    // 配置NVIC中断优先级
    NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannel                   = ADC1_2_IRQn;
    NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelPreemptionPriority = 0;  // 最高抢占优先级
    NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelSubPriority        = 0;
    NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelCmd                = ENABLE;
    NVIC_Init(&NVIC_InitStructure);

    // 配置ADC通道10（PA0），采样时间239.5周期
    ADC_RegularChannelConfig(ADC1, ADC_Channel_10, 1, ADC_SampleTime_239Cycles5);

    // 配置模拟看门狗：监测通道10，阈值范围1024~2048（对应电压0.825V~1.65V，假设VREF=3.3V）
    ADC_AnalogWatchdogSingleChannelConfig(ADC1, ADC_Channel_10);
    ADC_AnalogWatchdogThresholdsConfig(ADC1, 2048, 1024);
    ADC_AnalogWatchdogCmd(ADC1, ADC_AnalogWatchdog_SingleRegEnable);  // 使能单通道看门狗

    ADC_ITConfig(ADC1, ADC_IT_AWD, ENABLE);  // 使能模拟看门狗中断

    // ADC校准（关键步骤，确保转换精度）
    ADC_ResetCalibration(ADC1);
    while (ADC_GetResetCalibrationStatus(ADC1));
    ADC_StartCalibration(ADC1);
    while (ADC_GetCalibrationStatus(ADC1));
}

• ⚪延时函数初始化：调用delay_init()函数，为后续的延时操作做准备。
• ⚪UART 配置：UART_Configuration()函数用于配置 USART1，包含使能时钟、设置 GPIO 引脚、初始化串口参数（如波特率、数据位、停止位等），并且使能串口。
• ⚪ADC 配置：ADC_Configuration()函数对 ADC1 进行配置，具体操作有使能时钟、设置 ADC 时钟分频、初始化 ADC 参数（如工作模式、转换模式等）、配置模拟看门狗（设定监测通道和阈值）、使能模拟看门狗中断以及进行 ADC 校准。

2.主循环部分

int main(void)
{
    RCC_ClocksTypeDef clocks;
    delay_init();

    UART_Configuration();
    ADC_Configuration();

    RCC_GetClocksFreq(&clocks);
    // 打印系统时钟信息
    printf("n");
    printf("SYSCLK: %3.1fMhz, HCLK: %3.1fMhz, PCLK1: %3.1fMhz, PCLK2: %3.1fMhz, ADCCLK: %3.1fMhzn",
           (float)clocks.SYSCLK_Frequency / 1000000, (float)clocks.HCLK_Frequency / 1000000,
           (float)clocks.PCLK1_Frequency / 1000000, (float)clocks.PCLK2_Frequency / 1000000, (float)clocks.ADCCLK_Frequency / 1000000);

    printf("ADC Analog Watchdog Testn");
    printf("LTR: 1024, HTR: 2048n");

    // 主循环：周期性触发ADC转换
    while (1)
    {
        ADC_SoftwareStartConvCmd(ADC1, ENABLE);  // 软件触发ADC转换
        delay_ms(200);  // 等待转换完成并延时200ms
    }
}

在main函数的无限循环里，每隔 200ms 启动一次 ADC 转换。这样做的目的是周期性地对 ADC 通道进行采样。

3.中断处理部分

// 模拟看门狗中断处理函数
void ADC1_2_IRQHandler(void)
{
    ADC_ITConfig(ADC1, ADC_IT_AWD, DISABLE);  // 临时禁用中断，避免重复触发

    if (SET == ADC_GetFlagStatus(ADC1, ADC_FLAG_AWD))  // 检查模拟看门狗标志
    {
        ADC_ClearFlag(ADC1, ADC_FLAG_AWD);  // 清除中断标志
        ADC_ClearITPendingBit(ADC1, ADC_IT_AWD);  // 清除中断挂起位

        // 打印触发中断的ADC值（12位精度，范围0~4095）
        printf("ADC Awd is Happened. Code Value = %d rn", ADC1-  >DR);
    }

    ADC_ITConfig(ADC1, ADC_IT_AWD, ENABLE);  // 重新使能中断
}

ADC1_2_IRQHandler函数作为模拟看门狗中断的处理函数。当 ADC 值超出预设的阈值范围时，会触发该中断。在中断处理过程中，先禁用中断，接着清除中断标志和挂起位，然后打印出触发中断时的 ADC 值，最后重新使能中断。

9 下载验证

9.1 ADC_AnalogWatchdog例程

实验现象分析

系统启动信息: 系统启动后，会在串口输出系统时钟频率信息，同时显示正在进行 ADC 模拟看门狗测试以及预设的下限和上限。

ADC 转换: 系统会每隔 200ms 启动一次 ADC 转换。若输入到 ADC 通道 10 的电压值处于 1024 - 2048 的范围内，不会有额外信息输出。

模拟看门狗触发:当输入到 ADC 通道 10 的电压值超出 1024 - 2048 的范围时，会触发模拟看门狗中断，在串口输出触发中断时的 ADC 值。

持续运行: 系统会持续运行，不断进行 ADC 转换，并在需要时触发模拟看门狗中断。

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